Принцип работы гальванометра

Существуют и другие виды гальванометров. Зеркальный, к примеру, обладает большей чувствительностью. В этом случае, на подвижной части располагается не стрелка, а небольшое зеркальце. Принцип работы зеркального гальванометра весьма прост. Луч света от осветителя падает на зеркало. В зависимости от положения подвижной части, он отражается под разным углом и падает на измерительную шкалу, определяя, таким образом, необходимые данные.

Гальванометр – это очень чувствительный прибор, предназначенный для измерения напряжения или силы тока весьма малой величины. Гальванометр, также, часто используют для определения отсутствия тока в электрической цепи, в качестве, так называемых, нуль-индикаторов.

Данные электроизмерительные приборы делятся на гальванометры постоянного или переменного тока.

Впоследствии было создано довольно много разновидностей гальванометра данной конструкции, которые очень широко применялись для разного рода физических исследований, в том числе и для изучения электромагнитных явлений.

В конце 19 века был создан первый гальванометр с подвижной катушкой. Конструктивной особенностью гальванометра такого типа, являлся проводник с током, помещенный в постоянное магнитное поле, который и являлся подвижным элементом прибора, т.е. указателем.

В зависимости от конструкции, гальванометры такого типа подразделяются на рамочные, петлевые или струнные.

Рамочные гальванометры. Их подвижная часть представляет собой рамку с несколькими витками проволоки. Протекающий через рамку электрический ток, вступает во взаимодействие с магнитным полем. Вследствие этого создается вращающий момент, который вызывает отклонение подвижной части гальванометра, и, соответственно, перемещает стрелку указателя.

По такому же принципу работают петлевые и струнные гальванометры. Единственное отличие заключается в строении их подвижной части. В случае петлевых – это проволочная петля из одного витка, а в струнных – подвижная часть представляет из себя натянутый провод.

Существуют и другие виды гальванометров. Зеркальный, к примеру, обладает большей чувствительностью. В этом случае, на подвижной части располагается не стрелка, а небольшое зеркальце. Принцип работы зеркального гальванометра весьма прост. Луч света от осветителя падает на зеркало. В зависимости от положения подвижной части, он отражается под разным углом и падает на измерительную шкалу, определяя, таким образом, необходимые данные.

Одной из разновидностей такого прибора, является гальванометр со световым отсчетом. В этом случае, для получения необходимой длины светового луча, применяют определенную систему зеркал, получая от них многократное отражение.

Современные гальванометры позволяют определять самые различные показатели, связанные с величиной и напряжением тока. К тому же, это довольно высокоточные приборы.

Для определения количества электричества при продолжительных (вплоть до 2-х секунд) импульсов тока, применяют баллистические гальванометры. При прохождении по обмотке прибора электрического импульса, возникает так называемый баллистический эффект, отбрасывающий подвижную часть. В результате указатель смещается с нулевого положения, и после нескольких колебаний возвращается обратно.

Вибрационные гальванометры переменного тока предназначены для определения малых значений силы тока или его напряжения. Такие гальванометры снабжены специальным преобразователем переменного тока в постоянный. Принцип их работы тот же. Единственное отличие состоит в том, что подвижная часть подобных приборов имеет довольно низкий момент инерции.

Гальванометр состоит из постоянного магнита, катушки из провода, которая смонтирована между полюсами магнита; очень легкого указателя, который присоединен к катушке и имеет одну ось вращения с ней; пружины, которая удерживает указатель на нуле, когда в катушке не течет ток.

Принцип действия гальванометра

Гальванометр состоит из постоянного магнита, катушки из провода, которая смонтирована между полюсами магнита; очень легкого указателя, который присоединен к катушке и имеет одну ось вращения с ней; пружины, которая удерживает указатель на нуле, когда в катушке не течет ток.

Схема гальванометра

Позади указателя на гальванометре имеется шкала, откалиброванная в единицах измерения электричества. Таким образом, положение указателя на шкале показывает величину измеряемого электрического параметра.

Рис. 1. Устройство гальванометра на подвесе

Гальванометром называется электроизмерительный прибор с неградуированной шкалой, имеющий высокую чувствительность к току или напряжению. Гальванометры широко используются в качестве нуль-индикаторов, а также для измерения малых токов, напряжений и количеств электричества, если известна постоянная гальванометра.

Кроме магнитоэлектрических существуют и некоторые другие виды гальванометров, например электростатические, называемые электрометрами. Однако их применение весьма ограничено.

Основное требование, предъявляемое к гальванометрам, — высокая чувствительность, которая достигается, главным образом, путем уменьшения противодействующего момента и использования светового указателя с большой длиной луча.

По конструктивному оформлению различают:

а) гальванометры переносные (со встроенной шкалой), в которых используются как стрелочные, так и световые указатели;

б) гальванометры зеркальные, с отдельной шкалой, требующие стационарной установки по уровню.

В переносных гальванометрах подвижная часть устанавливается на растяжках, а в зеркальных — на подвесе (рис. 1). В последнем случае токоподвод к обмотке рамки 1 осуществляется посредством подвеса 2 и безмоментной нити 4. Для измерения угла поворота рамки служит зеркальце 3, на которое фокусируется луч света от специального осветителя.

Рис. 1. Устройство гальванометра на подвесе

Постоянная зеркального гальванометра данной конструкции зависит от расстояния между зеркальцем и шкалой. Ее условились выражать для расстояния, равного 1 м, например: С _I = 1,2 х 10 — 6 — 6 А. А•м/мм. Для переносных гальванометров в паспорте указывают цену деления шкалы, например: 1 деление = 0,5 х 10

Наиболее чувствительные современные зеркальные гальванометры имеют постоянную до 10 — 11 А-м/мм. У переносных гальванометров постоянная составляет примерно 10 — 8 — 10 — 9 А/дел.

Стандарт на гальванометры допускает отклонение постоянной (или цены деления) от указанной в паспорте на ±10%.

Важной характеристикой гальванометра является постоянство нулевого положения указателя, под которым понимают невозвращение указателя к нулевой отметке при плавном его движении от крайней отметки шкалы. По этому параметру гальванометры делят на разряды постоянства. Условное обозначение разряда постоянства нулевого положения указателя гальванометра, состоящее из цифрового обозначения разряда постоянства, заключенного в ромб, наносят на шкалу гальванометра при маркировке.

Рис. 2. Гальванометр

Многие гальванометры снабжают магнитным шунтом. Регулируя положение шунта посредством выведенной наружу ручки, можно менять значение магнитной индукции в рабочем зазоре. При этом изменяется постоянная, а также ряд других параметров гальванометра. По требованию стандарта, магнитный шунт должен изменять постоянную по току не менее чем в 3 раза. В паспорте гальванометра и в его маркировке указывают значения постоянной при двух крайних положениях шунта — полностью введенном и полностью выведенном.

Гальванометр должен иметь корректор, перемещающий при круговом вращении указатель в ту или другую сторону от нулевой отметки. Гальванометры с подвижной частью на подвесе должны быть снабжены арретиром (приспособлением для механической фиксации подвижной части), который включают, например, при переноске прибора.

Гальванометры ввиду высокой чувствительности необходимо защищать от помех. Так, от механических сотрясений гальванометры защищают, устанавливая их на капитальные стены или специальные фундаменты, от токов утечек — электростатическим экранированием и т. п.

Майкл Фарадей в далёком 1831 году в конце августа (29), будучи в своей лаборатории, исследовал протекание электрического тока в проводнике и экспериментально доказал существование электромагнитной индукции, используя гальванометр для обнаружения этого явления. Которое перевернуло всю физику и фундаментальные законы природы, а именно наличие электромагнитного поля и индукции доказало существование нового вида материи.

Применение гальванометров

Трудно переоценить вклад от использования этого устройства в научно-исследовательскую деятельность. Но гальванометр нашёл своё применение в разных сферах:

• высокочувствительные измерительные приборы (амперметры, вольтметры);
• кино- и фотоиндустрия (экспонометры, датчики освещённости);
• в электронике и электроэнергетике (нуль-индикаторы, измерители напряжений и токов);
• детекция и рекордирование сигналов в разных сигнало-пишущих устройствах (осциллографы, осциллоскопы) и т. д.

Гальванометр — это целый класс высокоточного измерительного оборудования для исследования величины, проходящего через проводник, электрического тока и его физических характеристик.

Разновидность конструкций и принципов измерения позволяет использовать это устройство в самых распространённых бытовых и промышленных ситуациях, он является простым (можно сделать самостоятельно) и, в то же время незаменимым измерительным прибором для электроэнергетики, электротехники, электроники и остальных сфер деятельности человека связанных с электромагнитным полем.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

При прохождении постоянного тока через обмотку, в ней появляется магнитное поле, которое начинает взаимодействовать с полем магнита. В результате этого взаимодействия катушка вместе со стрелкой отклоняется, тем самым сигнализируя о протекании электрического тока.

Устройство и принцип действия

Основными элементами конструкции гальванометров, используемых в настоящее время, являются:

● поворачивающаяся катушка (обмотка);

В магнитное поле постоянного магнита помещается обмотка с прикреплённой на ней указательной стрелкой. В исходном состоянии обмотка со стрелкой находятся в нулевом положении благодаря удерживающей пружине.

При прохождении постоянного тока через обмотку, в ней появляется магнитное поле, которое начинает взаимодействовать с полем магнита. В результате этого взаимодействия катушка вместе со стрелкой отклоняется, тем самым сигнализируя о протекании электрического тока.

При исчезновении электрического тока пропадает магнитное поле катушки и под действием возвратной пружины катушка со стрелкой возвращаются в начальное положение. Таким образом, становится визуально понятно, что электрический ток в цепи отсутствует.

Гальванометры очень чувствительны. Их значение чувствительности может быть равным, например, ста микроамперам. Для измерения электрического тока несколько большей величины, необходимо использовать специальные шунты.

Гальванометры бывают разных видов.

Опишите методы амперметра и вольтметра, баллистического гальванометра при измерении емкости.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Опишите методы амперметра и вольтметра, баллистического гальванометра при измерении емкости.

Опишите методы амперметра и вольтметра, баллистического гальванометра при измерении емкости.

Опишите методы амперметра и вольтметра, баллистического гальванометра при измерении емкости.

Существуют различные методы измерения емкости: метод амперметра-вольтметра, мостовой метод, метод баллистического гальванометра, по времени разряда конденсатора через резистор известного сопротивления, резонансный метод и др. Рассмотрим их более подробно.

Одним из наиболее простых является метод амперметра-вольтметра. Он основан на измерении емкостного сопротивления конденсатора, которое обратно пропорционально емкости и частоте электрического тока: ,

откуда

Следовательно, для измерения емкости этим методом необходимо знать частоту напряжения, подаваемого от источника питания.

Затем включают в цепь конденсатор неизвестной емкости и повторяют опыт. Зная баллистическую постоянную и число делений, на которое отклонилась стрелка гальванометра, определяют емкость: Cx = kn/U.

Для измерения емкости можно использовать любой прибор магнитоэлектрической системы при условии, что произведение емкости конденсатора на внутреннее сопротивление прибора будет значительно меньше периода собственных колебаний стрелки прибора. В этом случае конденсатор полностью разряжается за время, много меньшее периода собственных колебаний, и изменение сопротивления резистора, включенного последовательно с гальванометром, никак не влияет на отброс стрелки гальванометра.

витков, прилегающих достаточно плотно друг к другу, расположенных вертикально в плоскости магнитного меридиана. В центре проводника поместим магнитную стрелку, вращающуюся вокруг вер­тикальной оси. Если по катушке пропустить ток I

Тангенс — гальванометр

Рассмотрим круговой проводник из n

витков, прилегающих достаточно плотно друг к другу, расположенных вертикально в плоскости магнитного меридиана. В центре проводника поместим магнитную стрелку, вращающуюся вокруг вер­тикальной оси. Если по катушке пропустить ток I

, то возникает магнитное поле с напряжённостью H

;

с другой стороны. Напряжённость магнитного поля в центре катушки тангенс–гальванометра равна:

;

– радиус витка. Тогда:

; где .

Для данного места Земли и для данного прибора величина

( I )

явля­ется постоянной тангенс – гальванометра, тогда:_

( 2 ).

Формулу ( 1 ) можно переписать в виде

( 3 ).

Таким образом, круговой проводник с магнитной стрелкой может быть использован для изме­рения силы тока, текущего по цепи. Прибор, основанный на вышеописанном принципе, носит название тангенс–гальванометра.

Тангенс–гальванометр, используемый в данной работе, состоит из катушки, в центре которой на вертикальной оси располагается магнитная стрелка. Стрелка может свободно вращаться внутри круглой коробки с прозрачной крышкой (компас). По контору дна коробки намечена круговая шкала, проградуирован­ная в угловых градусах.

Гондурас
ГОНДУРАС, Республика Гондурас, государство в Центральной Америке, площадь 112 088 кв. км, на севере омывается Карибским морем, на юго-востоке граничит с Никарагуа, на юге и юго-западе – с Са .

Развитие и функционирование регионального туризма
Туризм является одной из крупнейших и динамичных отраслей экономики. Высокие темпы его развития, большие объемы валютных поступлений активно влияют на различные сектора экономики, что .

Цена деления гальванометров колеблется от 0,5 до 1,0. Отсчеты по гальванометру берутся в трехкратной повторности с точностью до 0,1 деления. Точные данные о сопротивлении и шкаловые поправки приводятся в поверочных свидетельствах гальванометра.

Для измерения термотока большой силы в гальванометре имеется дополнительное сопротивление, выведено на клемму «С». В этом случае приемник актинометрических приборов подключается к клеммам «+» и «С».

Для исключения параллакса (видимого изменения положения предмета вследствие перемещения глаза наблюдателя) при отсчетах под шкалой ГСА-1 находится зеркальная полоска. Гальванометр обеспечен корректором места нуля, вращением которого можно установить стрелку между делениями 0 и 20.

Для предохранения рамки от обрыва при транспортировке используют винт-арретир, который находится в нижней части корпуса и замыкает электрическую цепь гальванометра.

Цена деления гальванометров колеблется от 0,5 до 1,0. Отсчеты по гальванометру берутся в трехкратной повторности с точностью до 0,1 деления. Точные данные о сопротивлении и шкаловые поправки приводятся в поверочных свидетельствах гальванометра.

Дата добавления: 2015-08-12 ; просмотров: 1586 . Нарушение авторских прав

Данные занести в таблицу.

Порядок выполнения работы

Собрать схему: Т – тангенс–гальванометр, К – коммутатор для изменения направления тока в тангенс–гальванометре, mA – миллиамперметр, R – реостат, ε источник тока (рис.2).

Установить компас на стеклянной подставке в центре тангенс–гальванометра.

Установить тангенс-гальванометр в плоскость магнитного меридиана так чтобы конец стрелки компаса совпадал с 0 о , а сама стрелка компаса располагалась вдоль витков тангенс–гальванометра.

Включить источник питания. Установить движок реостата в некотором положении и измерить величину тока I₁.

Как только стрелка компаса придет в равновесие, отсчитать по круговой шкале отклонение α₁.

Не меняя величины тока, I₁ изменить переключением коммутатора направление тока и измерить величину отклонения стрелки компаса α₂. Взять среднее значение угла α.

Опыт повторить пять раз при различном токе. Величину тока изменяют реостатом R.

Измерить линейкой радиус витков тангенс–гальванометра и сосчитать число витков n (Величины R, n указаны на основании подставки).

Данные занести в таблицу.

,

,

,

,

,

Вычислить погрешность косвенных измерений.

где – определяют по классу точности миллиамперметра;

–принимают равным 0,510 -3 м;

–принимают равной половине цены деления компаса.

Сделать соответствующий вывод.

Результат измерения горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли Н записать в виде:

.

Рассмотрим соотношение, связывающее угол поворота рамки j с величиной смещения светового штриха по шкале n и расстоянием от шкалы до зеркала l. Луч света от источника 1 падает на зеркало гальванометра 2. При повороте зеркала на угол j отклонение луча от нулевого положения равно 2j. Если световой штрих отклонится по шкале на n делений, а расстояние от зеркала до шкалы l (в метрах), то

.

При небольших отклонениях рамки (до 4°) tg 2j ≈ 2j и .

Для измерения количества электричества, протекающего через гальванометр при кратковременных одиночных импульсах тока длительностью t, должно выполняться условие t Предыдущая статья: Величины, характеризующие магнитное поле в вакууме и веществе Следующая статья: Измерение индукции магнитного поля баллистическим методом

(3)

Цель работы. Изучить устройство и принцип действия электроизмерительных приборов магнитоэлектрической системы. Измерить основные характеристики гальванометра.

Схемы цепей, использующихся в работе:

1 2 3 4 5 6

7

Резисторы : R1, R2, R3, R4, R5, R6, Rм, Rдоб

2- Выпрямитель и сглаживающий фильтр

3- Делитель напряжения

4- Двухполюсной перекидной рубильник

5- Ступенчатый делитель делитель напряжения

6- Магазин сопротивлений

7- Кнопочный ключ

(1)

– динамическая постоянная

– напряжение на вольтметре

– сопротивление гальванометра

L – смещение светового указателя

R4, R6 – заданные сопротивления

(2)

Где – чувствительность гальванометра

(3)

где – чувствительность гальванометра к напряжению

(4)

Где – критическое сопротивление

– сопротивление из магазина сопротивлений для достижения

– сопротивления 4-ого и 5-ого соответственно

Результаты измерений по определению внутреннего сопротивления гальванометра

Полярность + Полярность –

Ом